L'espace-temps est une construction mathématique et physique qui explique comment l'espace et le temps interagissent ; les trois dimensions physiques et une dimension temporelle se combinent pour créer la nature quadridimensionnelle de l'univers. L'espace-temps résulte des travaux d'Albert Einstein sur la relativité.
La relativité affirme que les objets se déplaçant dans l'espace à des vitesses différentes vivent le temps différemment, et des expériences ont étayé cette notion. Cela pose des problèmes pour le transport spatial à grande vitesse, car les personnes à bord d'un vaisseau spatial voyageant près de la vitesse de la lumière connaîtraient le temps beaucoup plus lentement que les personnes sur Terre. Cette différence de temps est mesurable, même dans un espace de la taille d'une planète. L'heure conservée sur les satellites GPS, par exemple, dérive par rapport aux horloges sur Terre, et elles doivent être ajustées régulièrement.